(57)【要約】    【課題】  ガスを滞留させることなくチャンバ内に供給することができるガス供給部材及びプラズマ処理装置を提供する。    【解決手段】  ガス供給部材であるガス導入シャワーヘッド３２は、ガス穴３５のチャンバ対向部側の外縁部に、ガス穴３５の中心軸に関してｎ回回転対称性（ｎは２以上の自然数）を有する斜面２０１を有する。斜面２０１の傾斜角は、電極板空間対向面に対して２０°である。また、ガス穴３５は、径が２ｍｍであり、夫々の間隔が５ｍｍになるように配設される。【選択図】      図２
2006245214.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラズマ処理装置が備えるチャンバに配置されるガス供給部材であって、前記チャンバの内部空間に対向する平面と、前記平面上に複数穿孔されたガス穴とを備え、前記複数のガス穴から前記内部空間にガスを供給するガス供給部材において、
前記ガス穴の前記平面における外縁部は、前記ガス穴から噴出されたガスの流れに対応する斜面を備え、
前記斜面は、平面及び曲面の少なくともいずれかを含むことを特徴とするガス供給部材。
【請求項２】
前記斜面は、錐面、球面、及び放物面のいずれか又はこれらの組合せを含む面であることを特徴とする請求項１記載のガス供給部材。
【請求項３】
前記斜面が前記平面と成す角度は、前記ガス穴から噴出されるガスの分布が前記平面と成す角度以上であることを特徴とする請求項１又は２記載のガス供給部材。
【請求項４】
前記斜面が前記平面と成す角度は２０°以上であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のガス供給部材。
【請求項５】
前記斜面は前記ガス穴の中心軸に関してｎ回回転対称性（ｎ＝２〜∞）を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のガス供給部材。
【請求項６】
隣接する前記ガス穴間の形状は、前記斜面のみから成ることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のガス供給部材。
【請求項７】
プラズマ処理装置が備えるチャンバに配置されるガス供給部材であって、前記チャンバの内部空間に対向する平面と、前記平面上に複数穿孔されたガス穴とを備え、前記複数のガス穴から前記内部空間にガスを供給するガス供給部材において、
前記複数のガス穴のうち隣接する前記ガス穴の前記平面における外縁部が連結されてスリットを形成し、
前記スリットの前記平面における外縁部は、前記ガス穴から噴出されたガスの流れに対応する斜面を有すると共に、前記スリットは前記平面上において同心円状に形成され、
前記斜面は、平面及び曲面の少なくともいずれかを含むことを特徴とするガス供給部材。
【請求項８】
前記斜面は、錐面、球面、及び放物面のいずれか又はこれらの組合せを含む面であることを特徴とする請求項７記載のガス供給部材。
【請求項９】
プラズマ処理装置が備えるチャンバに配置されるガス供給部材において、
前記チャンバの内部空間に対向する平面と、前記平面において開口し且つ前記内部空間にガスを供給するガス流路とを備え、
前記ガス流路の前記平面における外縁部は、前記ガス穴から噴出されたガスの流れに対応する斜面を有し、
前記斜面は、平面及び曲面の少なくともいずれかを含むことを特徴とするガス供給部材。
【請求項１０】
前記斜面は、錐面、球面、及び放物面のいずれか又はこれらの組合せを含む面であることを特徴とする請求項９記載のガス供給部材。
【請求項１１】
被処理体を収容するチャンバと、前記チャンバに配置され且つ前記チャンバの内部空間にガスを供給するガス供給部材とを備えるプラズマ処理装置において、
前記ガス供給部材は、前記内部空間に対向する平面と、前記平面上に複数穿孔されたガス穴とを備え、該ガス穴は前記ガスを前記内部空間に供給し、前記ガス穴の前記平面における外縁部は、前記ガス穴から噴出されたガスの流れに対応する斜面を備え、
前記斜面は、平面及び曲面の少なくともいずれかを含むことを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項１２】
前記斜面は、錐面、球面、及び放物面のいずれか又はこれらの組合せを含む面であることを特徴とする請求項１１記載のプラズマ処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガス供給部材及びプラズマ処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、半導体ウエハやフラットディスプレイパネル等の基板に所定のプラズマ処理を施すプラズマ処理装置は、基板を収容する収容室（以下、「チャンバ」という。）を備える。このプラズマ処理装置は、ガス供給部材としてのガス導入シャワーヘッドからチャンバ内に処理ガスを導入し且つチャンバ内に高周波電力を印加することによって処理ガスからプラズマを発生させ、該プラズマによって基板にプラズマ処理を施す。
【０００３】
ガス導入シャワーヘッドのチャンバ対向部には、処理ガスを噴出するガス穴が複数開口した平板が用いられるが、このチャンバ内に高周波電力を印加するとき、ガス導入シャワーヘッドのガス穴の外縁部で電界の集中が起き易く、異常放電が発生することがある。この異常放電は、基板やチャンバ内に配置された構成部品にダメージを与える。具体的には、基板としての半導体ウエハの表面にクラックやノッチ等を発生させ、又は、構成部品を焼損させる。
【０００４】
そこで、従来より、プラズマ処理装置では、ガス噴出し孔の外縁部に曲面を形成し、異常放電の原因となる外縁部における電界の集中を防ぐことが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開昭５９−４０１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来のプラズマ処理装置のガス導入シャワーヘッドのチャンバ対向部では、各ガス穴間に平面部が存在するので、当該平面部が存在する各ガス穴間の中間位置においてガス穴から噴出された処理ガスの流れが弱くなり滞留する。チャンバ内で発生したパーティクルは、ガス穴から噴出された処理ガスの分子との衝突によるガス粘性力、イオンとの衝突によるイオン粘性力、及びパーティクルにかかる静電気力が釣り合う部分に移動するので（図８）、処理ガスの流れが弱く、ガス粘性力が小さくなる各ガス穴間の中間位置に滞留する。また、プリカーサーであるラジカルも、パーティクルと同様に各ガス穴間の中間位置に滞留するので（図９）、当該位置にデポが堆積し易く、堆積したデポが剥がれてパーティクルとなって半導体ウエハに付着する。さらに、デポが堆積することによってチャンバ内での反応プロセスが変動する（メモリ効果）。
【０００６】
本発明の目的は、ガスを滞留させることなくチャンバ内に供給することができるガス供給部材及びプラズマ処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、請求項１記載のガス供給部材は、プラズマ処理装置が備えるチャンバに配置されるガス供給部材であって、前記チャンバの内部空間に対向する平面と、前記平面上に複数穿孔されたガス穴とを備え、前記複数のガス穴から前記内部空間にガスを供給するガス供給部材において、前記ガス穴の前記平面における外縁部は、前記ガス穴から噴出されたガスの流れに対応する斜面を備え、前記斜面は、平面及び曲面の少なくともいずれかを含むことを特徴とする。
【０００８】
請求項２記載のガス供給部材は、請求項１記載のガス供給部材において、前記斜面は、錐面、球面、及び放物面のいずれか又はこれらの組合せを含む面であることを特徴とする。
【０００９】
請求項３記載のガス供給部材は、請求項１又は２記載のガス供給部材において、前記斜面が前記平面と成す角度は、前記ガス穴から噴出されるガスの分布が前記平面と成す角度以上であることを特徴とする。
【００１０】
請求項４記載のガス供給部材は、請求項１乃至３のいずれか１項に記載のガス供給部材において、前記斜面が前記平面と成す角度は２０°以上であることを特徴とする。
【００１１】
請求項５記載のガス供給部材は、請求項１乃至４のいずれか１項に記載のガス供給部材において、前記斜面は前記ガス穴の中心軸に関してｎ回回転対称性（ｎ＝２〜∞）を有することを特徴とする。
【００１２】
請求項６記載のガス供給部材は、請求項１乃至５のいずれか１項に記載のガス供給部材において、隣接する前記ガス穴間の形状は、前記斜面のみから成ることを特徴とする。
【００１３】
上記目的を達成するために、請求項７記載のガス供給部材は、プラズマ処理装置が備えるチャンバに配置されるガス供給部材であって、前記チャンバの内部空間に対向する平面と、前記平面上に複数穿孔されたガス穴とを備え、前記複数のガス穴から前記内部空間にガスを供給するガス供給部材において、前記複数のガス穴のうち隣接する前記ガス穴の前記平面における外縁部が連結されてスリットを形成し、前記スリットの前記平面における外縁部は、前記ガス穴から噴出されたガスの流れに対応する斜面を有すると共に、前記スリットは前記平面上において同心円状に形成され、前記斜面は、平面及び曲面の少なくともいずれかを含むことを特徴とする。
【００１４】
請求項８記載のガス供給部材は、請求項７記載のガス供給部材において、前記斜面は、錐面、球面、及び放物面のいずれか又はこれらの組合せを含む面であることを特徴とする。
【００１５】
上記目的を達成するために、請求項９記載のガス供給部材は、プラズマ処理装置が備えるチャンバに配置されるガス供給部材において、前記チャンバの内部空間に対向する平面と、前記平面において開口し且つ前記内部空間にガスを供給するガス流路とを備え、前記ガス流路の前記平面における外縁部は、前記ガス穴から噴出されたガスの流れに対応する斜面を有し、前記斜面は、平面及び曲面の少なくともいずれかを含むことを特徴とする。
【００１６】
請求項１０記載のガス供給部材は、請求項９記載のガス供給部材において、前記斜面は、錐面、球面、及び放物面のいずれか又はこれらの組合せを含む面であることを特徴とする。
【００１７】
上記目的を達成するために、請求項１１記載のプラズマ処理装置は、被処理体を収容するチャンバと、前記チャンバに配置され且つ前記チャンバの内部空間にガスを供給するガス供給部材とを備えるプラズマ処理装置において、前記ガス供給部材は、前記内部空間に対向する平面と、前記平面上に複数穿孔されたガス穴とを備え、該ガス穴は前記ガスを前記内部空間に供給し、前記ガス穴の前記平面における外縁部は、前記ガス穴から噴出されたガスの流れに対応する斜面を備え、前記斜面は、平面及び曲面の少なくともいずれかを含むことを特徴とする。
【００１８】
請求項１２記載のプラズマ処理装置は、請求項１１記載のプラズマ処理装置において、前記斜面は、錐面、球面、及び放物面のいずれか又はこれらの組合せを含む面であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
請求項１記載のガス供給部材及び請求項１１記載のプラズマ処理装置によれば、チャンバの内部空間に対向する平面状に穿孔されたガス穴の平面における外縁部は、ガス穴から噴出されたガスの流れに対応する斜面を有し、斜面は平面及び曲面の少なくともいずれかを含むので、噴出されたガスの流れが弱くなる箇所を無くすことができ、これにより、噴出されたガスを隣接するガス穴間に滞留させることなくチャンバ内に供給することができる。
【００２０】
請求項２，８，１０記載のガス供給部材及び請求項１２記載のプラズマ処理装置によれば、斜面は、錐面、球面、及び放物面のいずれか又はこれらの組合せを含む面であるので、噴出されたガスの流れが弱くなる箇所をより無くすことができる。
【００２１】
請求項３記載のガス供給部材によれば、斜面が平面と成す角度は、ガス穴から噴出されるガスの分布が平面と成す角度以上であるので、噴出されたガスの流れが弱くなる箇所を確実に無くすことができる。
【００２２】
請求項４記載のガス供給部材によれば、斜面が平面と成す角度は２０°以上であるので、噴出されたガスの流れが弱くなる箇所をより確実に無くすことができる。
【００２３】
請求項５記載のガス供給部材によれば、斜面はガス穴の中心軸に関してｎ回回転対称性を有するので、ガス穴間において噴出されたガスの流れが弱くなる箇所を確実に無くすことができる。
【００２４】
請求項６記載のガス供給部材によれば、隣接するガス穴間の形状は、斜面のみから成るので、ガス穴間において噴出されたガスの流れが弱くなる箇所を無くすことができる。
【００２５】
請求項７記載のガス供給部材によれば、チャンバの内部空間に対向する平面上に穿孔された複数のガス穴のうち隣接するガス穴の平面における外縁部が連結されてスリットを形成し、スリットの平面における外縁部は、ガス穴から噴出されたガスの流れに対応する斜面を有すると共に、スリットは平面状において同心円状に形成され、斜面は平面及び曲面の少なくともいずれかを含むので、噴出されたガスを隣接するガス穴間に滞留させることなくチャンバ内に供給することができると共に、ガス供給部材を容易に製造することができ、もってガス供給部材のコストを低減することができる。
【００２６】
請求項９記載のガス供給部材によれば、チャンバの内部空間に対向する平面において開口し且つチャンバ内にガスを供給するガス流路の平面における外縁部は、ガス穴から噴出されたガスの流れに対応する斜面を有し、斜面は平面及び曲面の少なくともいずれかを含むので、噴出されたガスの流れが弱くなる箇所を無くすことができ、これにより、噴出されたガスを隣接するガス穴間に滞留させることなくチャンバ内に供給することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００２８】
図１は、本発明の実施の形態に係るプラズマ処理装置の概略構成を示す断面図である。
【００２９】
図１において、所望のプラズマ処理としてのドライエッチング（Reactive Ion Etching）（以下、「ＲＩＥ」という。）処理を半導体デバイス用のウエハ（以下、単に「ウエハ」という。）Ｗに施すプラズマ処理装置１０は、金属製、例えば、アルミニウム又はステンレス鋼製の円筒型チャンバ１１を有し、該チャンバ１１内には、例えば、直径が３００ｍｍのウエハＷを載置する載置台（ステージ）としての円柱状のサセプタ１２が配置されている。
【００３０】
プラズマ処理装置１０では、チャンバ１１の内側壁とサセプタ１２との側面によって、サセプタ１２上方の気体分子をチャンバ１１の外へ排出する流路として機能する排気路１３が形成される。この排気路１３の途中にはプラズマの漏洩を防止する環状のバッフル板１４が配置される。また、排気路１３におけるバッフル板１４より下流の空間は、サセプタ１２の下方へ回り込み、可変式バタフライバルブである自動圧力制御弁（Automatic Pressure Control Valve）（以下、「ＡＰＣ」という。）１５に連通する。ＡＰＣ１５は、真空引き用の排気ポンプであるターボ分子ポンプ（Turbo Molecular Pump）（以下、「ＴＭＰ」という。）１６に接続され、さらに、ＴＭＰ１６を介して排気ポンプであるドライポンプ（以下、「ＤＰ」という。）１７に接続されている。ＡＰＣ１５、ＴＭＰ１６及びＤＰ１７によって構成される排気流路を以下、「本排気ライン」と称するが、この本排気ラインは、ＡＰＣ１５によってチャンバ１１内の圧力制御を行い、さらにＴＭＰ１６及びＤＰ１７によってチャンバ１１内をほぼ真空状態になるまで減圧する。
【００３１】
また、上述した排気路１３のバッフル板１４より下流の空間は、本排気ラインとは別の排気流路（以下、「粗引きライン」という。）にも接続されている。この粗引きラインは、上記空間とＤＰ１７とを連通する、直径が例えば、２５ｍｍである排気管１８と、排気管１８の途中に配置されたバルブ１９とを備える。このバルブ１９は、上記空間とＤＰ１７とを遮断することができる。粗引きラインはＤＰ１７によってチャンバ１１内の気体を排出する。
【００３２】
サセプタ１２には下部電極用の高周波電源２０が給電棒２１及び整合器（Matcher）２２を介して接続されており、該下部電極用の高周波電源２０は、所定の高周波電力をサセプタ１２に供給する。これにより、サセプタ１２は下部電極として機能する。また、整合器２２は、サセプタ１２からの高周波電力の反射を低減して高周波電力のサセプタ１２への供給効率を最大にする。
【００３３】
サセプタ１２の内部上方には、導電膜からなる円板状の電極板２３が配置されている。電極板２３には直流電源２４が電気的に接続されている。ウエハＷは、直流電源２４から電極板２３に印加された直流電圧により発生するクーロン力又はジョンソン・ラーベック(Johnsen-Rahbek)力によってサセプタ１２の上面に吸着保持される。また、サセプタ１２の上方には、サセプタ１２の上面に吸着保持されたウエハＷの周りを囲うように円環状のフォーカスリング２５が配設される。このフォーカスリング２５は、後述する空間Ｓに露出し、該空間Ｓにおいて生成されたイオンやラジカルをウエハＷの表面に向けて収束し、ＲＩＥ処理の効率を向上させる。
【００３４】
また、サセプタ１２の内部には、例えば、円周方向に延在する環状の冷媒室２６が設けられる。この冷媒室２６には、チラーユニット（図示せず）から冷媒用配管２７を介して所定温度の冷媒、例えば、冷却水が循環供給され、当該冷媒の温度によってサセプタ１２上面に吸着保持されたウエハＷの処理温度が制御される。
【００３５】
サセプタ１２の上面においてウエハＷが吸着保持される部分（以下、「吸着面」という。）には、複数の伝熱ガス供給孔２８及び伝熱ガス供給溝（図示せず）が配されている。これらの伝熱ガス供給孔２８等は、サセプタ１２内部に配置された伝熱ガス供給ライン２９を介して伝熱ガス供給部３０に接続され、該伝熱ガス供給部３０は伝熱ガス、例えば、Ｈｅガスを、吸着面とウエハＷの裏面との間隙に供給する。また、伝熱ガス供給部３０は、排気管１８に接続されてＤＰ１７により吸着面とウエハＷの裏面との間隙を真空引き可能に構成されている。
【００３６】
サセプタ１２の吸着面には、サセプタ１２の上面から突出自在なリフトピンとしての複数のプッシャーピン３１が配置されている。これらのプッシャーピン３１は、モータ（図示せず）とボールねじ（図示せず）を介して接続され、ボールねじによって直線運動に変換されたモータの回転運動に起因して図中上下方向に移動する。ウエハＷにＲＩＥ処理を施すためにウエハＷを吸着面に吸着保持するときには、プッシャーピン３１はサセプタ１２に収容され、ＲＩＥ処理が施されたウエハＷをチャンバ１１から搬出するときには、プッシャーピン３１はサセプタ１２の上面から突出してウエハＷをサセプタ１２から離間させて上方へ持ち上げる。
【００３７】
チャンバ１１の天井部には、サセプタ１２と対向するようにガス導入シャワーヘッド３２が配置されている。ガス導入シャワーヘッド３２には整合器３３を介して上部電極用の高周波電源３４が接続されており、上部電極用の高周波電源３４は所定の高周波電力をガス導入シャワーヘッド３２に供給するので、ガス導入シャワーヘッド３２は上部電極として機能する。なお、整合器３３の機能は上述した整合器２２の機能と同じである。
【００３８】
ガス導入シャワーヘッド３２は、多数のガス穴３５を有する下面の電極板３６と、該電極板３６を着脱可能に支持する電極支持体３７とを有する。また、該電極支持体３７の内部にはバッファ室３８が設けられ、このバッファ室３８には処理ガス供給部（図示せず）からの処理ガス導入管３９が接続されている。この処理ガス導入管３９の途中には配管インシュレータ４０が配置されている。この配管インシュレータ４０は絶縁体からなり、ガス導入シャワーヘッド３２へ供給された高周波電力が処理ガス導入管３９によって処理ガス供給部へリークするのを防止する。ガス導入シャワーヘッド３２は、処理ガス導入管３９からバッファ室３８へ供給された処理ガスをガス穴３５を経由してチャンバ１１内へ供給する。
【００３９】
また、チャンバ１１の側壁には、プッシャーピン３１によってサセプタ１２から上方へ持ち上げられたウエハＷの高さに対応する位置にウエハＷの搬入出口４１が設けられ、搬入出口４１には、該搬入出口４１を開閉するゲートバルブ４２が取り付けられている。
【００４０】
このプラズマ処理装置１０のチャンバ１１内では、上述したように、サセプタ１２及びガス導入シャワーヘッド３２に高周波電力を供給して、サセプタ１２及びガス導入シャワーヘッド３２の間の空間Ｓに高周波電力を印加することにより、該空間Ｓにおいてガス導入シャワーヘッド３２から供給された処理ガスから高密度のプラズマを発生させ、該プラズマによってウエハＷにＲＩＥ処理を施す。
【００４１】
具体的には、このプラズマ処理装置１０では、ウエハＷにＲＩＥ処理を施す際、先ずゲートバルブ４２を開弁し、加工対象のウエハＷをチャンバ１１内に搬入し、さらに、直流電圧を電極板２３に印加することにより、搬入されたウエハＷをサセプタ１２の吸着面に吸着保持する。また、ガス導入シャワーヘッド３２より処理ガス（例えば、所定の流量比率のＣ4Ｆ8ガス、Ｏ2ガス及びＡｒガスから成る混合ガス）を所定の流量および流量比でチャンバ１１内に供給すると共に、ＡＰＣ１５等によりチャンバ１１内の圧力を所定値にする。さらに、サセプタ１２及びガス導入シャワーヘッド３２によりチャンバ１１内の空間Ｓに高周波電力を印加する。これにより、ガス導入シャワーヘッド３２より導入された処理ガスをプラズマ化して、空間Ｓにおいてイオンやラジカルを生成し、該生成されるラジカルやイオンをフォーカスリング２５によってウエハＷの表面に収束し、ウエハＷの表面を物理的又は化学的にエッチングする。
【００４２】
図２は、図１におけるガス導入シャワーヘッドの概略構成を示す拡大断面図である。
【００４３】
図２のガス導入シャワーヘッド３２は、各ガス穴３５のチャンバ対向部側の外縁部に斜面２０１を有する。斜面２０１は、ガス穴３５の中心軸に関して（３６０／ｎ）°回転させたときにその形状が変わらないｎ回回転対称性を有する（但し、ｎは２以上の自然数。）、すなわち、回転前と回転後の形状が一致する穴を構成する斜面に該当する。本実施の形態では、ｎ＝∞、すなわち斜面２０１はガス穴３５の中心軸に関して軸対称であるが、ｎは２以上の自然数であれば何でもよい。斜面２０１の傾斜角は、図２における横方向、すなわち、平板状の電極板３６の空間Ｓに対向する面（以下、「電極板空間対向面」という。）に対して２０°である。したがって、各ガス穴３５は空間Ｓに向かって円錐状に開口する。ここで、処理ガス２０２は各ガス穴３５から図中下方（空間Ｓ）に向けて噴出され、該処理ガス２０２と空間におけるパーティクルとの衝突によるガス粘性力、該パーティクルと空間Ｓにおけるイオンとの衝突によるイオン粘性力、及びパーティクルにかかる静電気力が釣り合う部分にパーティクル雲２０３が発生する。また、ガス穴３５は、径が２ｍｍであり、夫々の間隔が５ｍｍになるように六角形状に配設される（図３）。
【００４４】
以下、本実施の形態にかかる基板処理装置において、各ガス穴３５の斜面２０１の傾斜角を電極板空間対向面に対して２０°に設定する根拠について説明する。
【００４５】
図４は、細管の筒口から噴出されたガス分子の分布をシミュレートした結果及び実測した結果を示すグラフであり、図４（Ａ）は、ガス分子の平均自由行程を筒口径で割ったクヌッセン数Ｋｎが８．９３×１０−３のときのものであり、図４（Ｂ）は、Ｋｎが８．９３×１０−２のときのものであり、図４（Ｃ）は、Ｋｎが０．８９３のときのものであり、図４（Ｄ）は、Ｋｎが８．９３のときのものである。平均自由行程は、平均熱速度、気体定数、圧力、温度、及びガス粘性の関数であり、運動を妨げられた後に運動を再開したガス分子が再び運動を妨げられるまでの移動距離である。
【００４６】
図４のグラフにおいて、横軸は平面に対応し、該横軸上の点「Ｐ」はガス分子が噴出される筒口Ｐに対応する。縦軸は該平面が対向する空間、すなわち、筒口Ｐからガス分子が噴出される空間における平面からの距離を示す。また、「○」は、筒口Ｐからガス分子としての窒素ガス分子を噴出させたときの分布の実測結果を示し、実線で示される略楕円は、筒口Ｐから窒素ガスを噴出させたときの分布のシミュレーション結果を示す。各グラフの上方に窒素ガス分子を噴出している筒口Ｐは、図２下方に処理ガスを噴出するガス穴３５の電極板空間対向面側の開口部に対応し、横軸はガス導入シャワーヘッド３２の電極板空間対向面に対応する。
【００４７】
図４のグラフによれば、シミュレーション結果、実測結果のいかんを問わず、Ｋｎがどの値であっても、筒口Ｐから噴出されたガス分子は、筒口Ｐを中心として図４のグラフ中の横方向に対して２０°以上の範囲に分布しており、２０°未満の範囲には、ガス分子はほとんど分布していない。すなわち、２０°未満の範囲は、ガスの流れが無視できる程小さい。
【００４８】
そこで、図２のガス導入シャワーヘッド３２では、ガス穴３５の外縁部における斜面２０１の傾斜角が、電極板空間対向面に対して２０°となるように設定されている。これにより、ガス穴３５から噴出された処理ガス２０２の流れが弱くなる空間を無くすことができ、処理ガス２０２を各ガス穴３５間の中間位置（以下、単に「中間位置」という。）に滞留させることなく空間Ｓ内に供給することができる。したがって、中間位置にパーティクルが滞留するのを防ぐことができる。同様に、プリカーサーであるラジカルが中間位置に滞留するのも防ぐことができる。以上により、当該中間位置にデポが堆積するのを防止して剥離したデポに起因するパーティクルがウエハＷに付着することを防ぐことができる。
【００４９】
次に、ガス穴３５の斜面２０１の形成方法を以下に示す。
【００５０】
図５は、図２における各ガス穴の形成方法を示す工程図である。
【００５１】
まず、２ｍｍ径のドリルによって夫々の間隔が５ｍｍになるように、電極板３６に複数のガス穴３５を穿孔し（図５（Ａ））、次に、中心軸上に直径がほぼ２ｍｍのガイドが延設され、テーパ角度が１４０°のテーパ刃付きドリル５００を用いてガス穴３５のチャンバ対向部側外縁部を削り取る。具体的には、上記ガイドを穿孔されたガス穴３５に挿入してドリル５００の中心軸とガス穴３５の中心軸とを一致させ、さらに、ドリル５００を、そのテーパ刃が電極３６の厚みの途中まで進入するように、図中上方に上昇させる。これにより、ガス穴３５における空間Ｓへの開口部を円錐状に成形する。このとき、ドリル５００のテーパ刃のテーパ角度が１４０°であることから、電極板空間対向面に対するガス穴３５における開口部の斜面２０１の傾斜角は２０°となる（図５（Ｂ））。
【００５２】
次いで、円錐状の開口部が形成されたガス穴３５に隣接するガス穴３５に、図５（Ａ）及び（Ｂ）と同じ工程を施す。このとき、ガス穴３５間において電極板空間対向面が存在しなくなるように、当該ガス穴３５における開口部の斜面２０１を形成する（図５（Ｃ））。以上の工程を繰り返して全ガス穴３５に円錐状の開口部を形成し、ガス導入シャワーヘッド３２を完成させて、本処理を終了する（図５（Ｄ））。
【００５３】
上述した本実施の形態では、ガス穴３５の開口部を円錐状に形成したが、傾斜角が２０°のＶ字型の溝を格子状に掘り、夫々の溝の交点にガス穴３５を穿孔することによってガス導入シャワーヘッド３２を作成してもよい。
【００５４】
本実施の形態では、ガス導入シャワーヘッド３２は、チャンバ対向部に円錐状の開口部が複数配設される構造であったが、開口部の形状は円錐状に限ることはなく、半球状（図６）、四角錐状、及び放物面状であってもよく、またこれらを組合せた形状であってもよい。
【００５５】
本実施の形態では、また、ガス穴３５の斜面２０１の傾斜角は、２０°であったが、図４のグラフから分かるように、２０°に限ることはなく、２０°以上であればよい。
【００５６】
本実施の形態では、さらに、ガス導入シャワーヘッド３２には、径が２ｍｍのガス穴３５が夫々５ｍｍ間隔で配設されたが、これに限ることはなく、径が２ｍｍのガス穴３５が夫々５ｍｍ間隔（図７（Ａ））で配設されてもよく、また、径が２ｍｍのガス穴３５が夫々４ｍｍ間隔（図７（Ｂ），（Ｃ））、径が１．５ｍｍのガス穴３５が夫々３．５ｍｍ間隔（図７（Ｄ），（Ｅ））で配設されてもよく、さらに、径が１ｍｍのガス穴３５が夫々３ｍｍ間隔（図７（Ｆ），（Ｇ））で配設されてもよい。これらのうち、特に図７（Ｂ）乃至（Ｇ）のガス導入シャワーヘッドでは、ガス穴３５の間隔を狭くすることができ、もって各ガス穴３５間の中間位置にパーティクルが滞留するのを確実に防ぐことができる。
【００５７】
本実施の形態では、各ガス穴３５は個別に開口部を有していたが、隣接する各ガス穴の開口部が連結されてスリットを形成してもよい。このとき、当該スリットの断面形状は、例えばＶ字状を呈し、チャンバ対向部側外縁部は、スリットの中央に関して左右対称になるような斜面から成る。当該斜面の傾斜角は、電極板空間対向面に対して２０°である。また、スリットは電極板３６の平面視中心に関して同心となるように複数形成される。これにより、隣接するスリット間にパーティクルが滞留するのを防ぐことができる。同心円状のスリットは容易に形成することができるため、ガス導入シャワーヘッド３２を容易に製造することができ、もってガス導入シャワーヘッド３２のコストを低減することができる。
【００５８】
本実施の形態では、ガス導入シャワーヘッド３２は、複数のガス穴３５を備えていたが、ガス穴３５に限らず、電極板３６を貫くように形成されて電極板空間対向面において開口するガス流路（不図示）であればよい。当該ガス流路のチャンバ対向部側外縁部は、ガス穴３５と同様に斜面を有し、当該斜面の傾斜角は、電極板空間対向面に対して２０°である。これにより、処理ガス２０２を滞留させることなく空間Ｓへ供給することができると共に、ガス流路も容易に形成することができるため、ガス導入シャワーヘッド３２を容易に製造することができ、もってガス導入シャワーヘッド３２のコストを低減することができる。
【００５９】
また、本発明のガス導入シャワーヘッド３２によれば、ガス穴３５の外縁部に２０°の傾斜を有するので、ガス穴３５から噴出した処理ガス２０２を空間Ｓ内に万遍なく拡散させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の実施の形態に係るプラズマ処理装置の概略構成を示す断面図である。
【図２】図１におけるガス導入シャワーヘッドの概略構成を示す拡大断面図である。
【図３】図２のガス導入シャワーヘッドをチャンバ対向部側から見た平面図である。
【図４】細管の筒口から噴出されたガス分子の分布をシミュレートした結果及び実測した結果を示すグラフであり、（Ａ）は、ガス分子の平均自由行程を筒口径で割ったクヌッセン数Ｋｎが８．９３×１０−３のときのものであり、（Ｂ）は、Ｋｎが８．９３×１０−２のときのものであり、（Ｃ）は、Ｋｎが０．８９３のときのものであり、（Ｄ）は、Ｋｎが８．９３のときのものである。
【図５】図２における各ガス穴の形成方法を示す工程図である。
【図６】ガス導入シャワーヘッドの変形例の概略構成を示す拡大断面図である。
【図７】ガス導入シャワーヘッドの変形例のチャンバ対向面側から見た平面図であり、（Ａ）は、径が２ｍｍのガス穴が夫々５ｍｍ間隔で配設される場合を示し、（Ｂ），（Ｃ）は、径が２ｍｍのガス穴が夫々４ｍｍ間隔で配設される場合を示し、（Ｄ），（Ｅ）は、径が１．５ｍｍのガス穴が夫々３．５ｍｍ間隔で配設される場合を示し、（Ｆ），（Ｇ）は、径が１ｍｍのガス穴が夫々３ｍｍ間隔で配設される場合を示す。
【図８】従来のプラズマ処理装置におけるチャンバ内のガス流を説明する図である。
【図９】従来のプラズマ処理装置におけるチャンバ内に発生したパーティクルを説明する図である。
【符号の説明】
【００６１】
１０  プラズマ処理装置
１１  チャンバ
１２  サセプタ
３２  ガス導入シャワーヘッド
３５  ガス穴
２０１  斜面
Ｓ  空間
Ｗ  ウエハ
【図１】
2006245214.tif 000003
【図２】
2006245214.tif 000004
【図３】
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【図４】
2006245214.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
2006245214.tif 000009
【図８】
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【図９】
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